Continental: Hochvolt-Batterie-Abschaltung bei Elektrofahrzeugen

"Der Beschleunigungssensor evSAT ist im Ladebetrieb aktiv, erkennt einen Unfall und gibt diese Information an das Batterie-Management-System weiter. Dieses schaltet die Hochvolt-Batterie daraufhin ab", sagte Dr. Axel Gesell, Senior Manager Platform Development Sensors & Satellites, Geschäftsbereich Passive Safety und ADAS, bei der Continental-Division Chassis & Safety. "Der große Vorteil unseres Produkts: Feuerwehrleute und andere Rettungskräfte werden vor Verletzungen durch Hochspannung geschützt, wenn sie mit Metallteilen des Autos in Berührung kommen oder sich gar zu Unfallopfern durchschneiden müssen", so Gesell weiter.

Elektroautos und Plug-in-Hybride werden durch Hochvolt-Batterien versorgt, deren Spannung bis zu 400 Volt betragen kann. Im Jahr 2012 geht evSAT mit einem großen deutschen Automobilhersteller in Serie.

Batterie-Abschaltung im Sekundenbereich

"evSAT" steht für "Satellite for Electric Vehicles". Dahinter verbirgt sich ein autonomer, triaxialer Sensor mit einer CAN-Schnittstelle. Während der Ladephase ist die übrige Fahrzeugelektronik inklusive Airbagsystem nicht in Betrieb. Um das Airbagsystem nicht kostenintensiv an neue Anforderungen anpassen zu müssen, hat Continental für den Ladebetrieb der Fahrzeuge den evSAT entwickelt: Der Beschleunigungssensor erkennt mit Hilfe eines Algorithmus einen Front-, Heck- oder Seitenaufprall durch ein anderes Fahrzeug und gibt unmittelbar über die CAN-Schnittstelle ein Signal an das Batterie-Management-System weiter, welches die Batterie innerhalb von einer halben Sekunde abschaltet. Ebenso reagiert evSAT, wenn im Fahrbetrieb eine Dachlage (Rollover) detektiert wird. Hier wird die Batterie innerhalb von maximal 4 Sekunden deaktiviert.

Bei anderen Unfällen während des Fahrens bleibt evSAT inaktiv. Hier wird die Batterieabtrennung vom Airbagsystem mit übernommen. Ist das Elektro- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeug abgestellt und wird nicht geladen, schaltet sich evSAT in einen Ruhemodus, um eine Entladung der Batterie zu vermeiden. evSAT stellt damit eine funktionale Ergänzung des passiven Sicherheitssystems für Elektro- und Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge dar.

Sicherheit

Im Vergleich zu einer haushaltsüblichen Steckdose erzeugen Hochvolt-Batterien in Elektro- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen in der Regel eine fast doppelt so hohe und damit lebensgefährliche Spannung von 400 Volt. In den USA ist bereits heute gesetzlich vorgeschrieben, dass die Spannung im Bordnetz nach einem Unfall innerhalb von 5 Sekunden auf unter 60 Volt sinken muss. In Deutschland existieren bisher keine derartigen gesetzlichen Regelungen. "Bei der weiteren Entwicklung hin zur Elektromobilität wird die Sicherheit von Elektrofahrzeugen eine wichtige Rolle einnehmen. Dass dafür zukunftsfähige Technologien benötigt werden, zeigt sich bereits in der Nachfrage nach evSAT auch von Seiten zahlreicher anderer Fahrzeughersteller", sagte Telmo Glaser, Projektleiter für evSAT bei Continental.

Einsatzmöglichkeiten und Nutzen von evSAT Sensoren

Prinzipiell kann evSAT an verschiedenen Stellen im Fahrzeug eingebaut werden, sollte jedoch weit genug im Inneren des Fahrzeugs platziert sein (beispielsweise unter dem Beifahrersitz), um bei einem Unfall nicht ebenfalls beschädigt zu werden. Die Vorteile bei der Verwendung von evSAT liegen darin, dass innerhalb einer Baureihe die konventionell angetriebenen Fahrzeugvarianten nicht verändert werden müssen. evSAT kann ohne größere Eingriffe in die bestehenden Bordsysteme der elektrisch angetriebenen Fahrzeug-Varianten integriert werden. Dieses Konzept erhöht zudem die Flexibilität bezüglich Bauraum, kundenspezifischer Anforderungen und Entwicklungszeit. Dies spart Kosten aufgrund des geringeren Systementwicklungsaufwands und der Vermeidung von höheren Anforderungen an das Airbagsystem. Die Produktion der Sensoren beginnt in diesem Jahr im Continental-Werk in Regensburg.